Menghitung Usaha dalam Mendorong Buku yang Jatuh

Ketika seorang anak memindahkan buku yang jatuh dari lantai ke atas meja, usaha yang dilakukan oleh anak tersebut dapat dihitung dengan rumus usaha, yang dinyatakan sebagai perkalian antara gaya yang bekerja pada benda dan jarak yang ditempuh oleh benda tersebut. Dalam hal ini, gaya yang bekerja pada buku adalah gaya gravitasi, yang dapat dihitung dengan rumus: \[ F = m \cdot g \] Di mana \( m \) adalah massa buku dan \( g \) adalah percepatan gravitasi. Dengan massa buku sebesar 500 gram (atau 0,5 kg) dan percepatan gravitasi sebesar \( 10 \, m/s^2 \), gaya gravitasi yang bekerja pada buku adalah: \[ F = 0,5 \, kg \cdot 10 \, m/s^2 = 5 \, N \] Selanjutnya, kita perlu menghitung jarak yang ditempuh oleh buku saat jatuh dari lantai ke atas meja. Karena buku jatuh secara bebas, jarak yang ditempuh oleh buku dapat dihitung dengan rumus: \[ h = \frac{1}{2} \cdot g \cdot t^2 \] Di mana \( h \) adalah ketinggian meja dan \( t \) adalah waktu yang dibutuhkan untuk buku mencapai meja. Dengan ketinggian meja sebesar 80 cm (atau 0,8 m), kita dapat menghitung waktu yang dibutuhkan untuk buku mencapai meja: \[ t = \sqrt{\frac{2 \cdot h}{g}} = \sqrt{\frac{2 \cdot 0,8 \, m}{10 \, m/s^2}} = \sqrt{0,16} = 0,4 \, s \] Sekarang kita dapat menghitung usaha yang dilakukan oleh anak tersebut dengan rumus: \[ W = F \cdot h \] Di mana \( W \) adalah usaha dan \( h \) adalah ketinggian meja. Dengan gaya gravitasi sebesar 5 N dan ketinggian meja sebesar 80 cm (atau 0,8 m), usaha yang dilakukan oleh anak tersebut adalah: \[ W = 5 \, N \cdot 0,8 \, m = 4 \, J \] Jadi, usaha yang dilakukan oleh anak tersebut adalah 4 Joule. Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah pilihan a. 4.